混凝土抗渗性

混凝土的抗渗性Yourcompanyslogan目录一、混凝土的抗渗性及其影响因素1.1混凝土的抗渗性1.2渗透性与混凝土性能的关系1.3混凝土抗渗性的影响因素二、Yourcompanyslogan1.1混凝土的抗渗性（1）抗渗性的定义定义：混凝土的抗渗性是指液体、气体或离子受压力、化学势或电场作用在混凝土中的渗透、扩散或迁移的能力。人们最早关注混凝土的抗渗性是始于20世纪30年代对大型水工工程的建设。诸如混凝土水坝、水渠及位于地下水位线以下的地下结构。研究表明，这些结构的使用效能与混凝土的抗渗性能密切相关。尤其是水坝之类的大型水工结构，在设计中需要确定混凝土抵抗高水压下水穿透的能力。Yourcompanyslogan1.1混凝土的抗渗性（2）抗渗性的表示方式材料的抗渗性通常用其渗透系数来表示。Darcy提出稳态流动的渗透系数计算方法：—液体流动速率；μ—液体黏度；—压力梯度；A—表面积；L—材料厚度。LHAKtqddtqddHYourcompanyslogan1.1混凝土的抗渗性（3）硬化水泥浆体的抗渗性在水化过程的任何时刻，硬化水泥浆体的渗透系数受空隙尺寸和连通性所控制。新拌水泥浆体的渗透系数通常为10-5～10-4cm/s；随着水化反应的进行，毛细管孔隙率减小，渗透系数也减小。当毛细管孔隙率从40%降低到30%，渗透系数会大大减小（110×1012cm/s降低至20×1012cm/s）；但毛细管孔隙率从30%降低到20%，渗透性减小的幅度则很小。理论上，对于养护良好的混凝土，水泥浆体并不是影响其渗透系数的主要因素。Yourcompanyslogan1.1混凝土的抗渗性（4）骨料的抗渗性硬化混凝土中水泥浆体的毛细管孔隙率一般为30%～40%。与之相比，大多数天然骨料的孔体积通常低于3%，很少超过10%。但骨料的渗透系数变化范围向水灰比为0.38～0.71的水化水泥浆体一样。原因是骨料中的毛细管孔径通常要大得多，其平均孔径大于10微米，因此渗透率较高。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系抗冻性耐久性抗渗性Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（1）拌合物的性质高抗渗要求混凝土的充水空间要足够小，这种混凝土水胶比低，在大坍落度、大流动度情况下，也不产生泌水离析，或着少泌水离析，拌介物性能良好，和易性好，泵送性能和施工性能都很好。反之，抗渗性能很差的混凝土，一般情况下是因为胶凝材料用量少，水胶比大，混凝土的充水空间大，有限的水化产物不能将充水空间完全填充密实；这种混凝土净浆层很薄，容易产生泌水离析，拌介物的匀质性差，和易性差，泵送施工性能不良。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（2）抗裂性与抗渗性的关系混凝土早期失水产生的内应力迫使混凝土收缩，是导致混凝土开裂的主要原因。因此应该防比混凝土失水，减小混凝土硬化阶段产生的内应力，才是控制混凝土开裂的有效方法。只要混凝土少失水，水化产物就可以将充水空间完全填充密实，混凝土就不会形成连通的毛细孔，抗渗能力也得以提高。也就是说，正是通过充水空间的完全填充，通过提高混凝土的抗渗能力，才使混凝土的抗裂能力得到提高。因此混凝土抗裂性与抗渗性存在着密切的关系。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（3）收缩性与抗渗性的关系从混凝土体系平衡的角度来分析，高抗渗混凝土的充水空间足够小，混凝土浇筑成型后，充水空间的拌介水与其周围的颗粒共同承受着体系的自重，维持着体系的平衡。混凝土一旦失水，材料颗粒的相对位置，或者由于物理化学作用，或者由于应力作用，将会发生改变，致使充水空间变形，体系将会偏离原来的平衡。充水空间的变形将会造成混凝土体积的变形。混凝土只有在小失水的前提下，才能防止充水空间变形，保持混凝土体积稳定，从而提高抗渗性。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（4）抗压强度与抗渗性的关系混凝土抗压强度的高低与抗渗能力的高低皆取决于混凝土中水化产物的平均生成密度。混凝土的抗压强度与抗渗能力宏观上都反映了混凝土的密实程度。混凝土的强度等级越高，或混凝土的抗渗能力越强，混凝土越密实。但在微观上，混凝土抗压强度反映的密实度与抗渗能力反映的密实度是有区别的。抗压强度相等，表示混凝土的水化产物平均生成密度相当，但是抗渗能力可能截然不同。因此，混凝土的抗渗能力比抗压强度更能真实地反映混凝土的密实度。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（5）抗冻性与抗渗性的关系在混凝土中引入适量微小气泡，可以大大提高混凝土的抗冻性，分散的微小气泡在混凝土中起到“水囊”的作用，毛细孔水结冰时引起的膨胀压力使多余水渗流到周围的“水囊”中，使毛细孔水不存在冻结破坏的临界值。混凝土中引入适量微小气泡，这些气泡分散在混凝土拌介物的充水空间，“霸占”着充水空间一定的位置，阻断了拌和水的迁移通道。拌和水不迁移，水化产物便得以完全填充其充水空间，不使形成连通的毛细孔，抗渗能力因此得到提高。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（6）抗腐蚀性与抗渗性的关系要提高混凝土的抗腐蚀性，一方而需要提高水化产物在环境介质中的稳定性，另一方而也需要混凝土具有足够高的抗渗能力，因此二者有着密切的关系。抗渗性能差的混凝土，环境有害介质容易渗透进入混凝土内部，未水化的胶凝材料粒子被有害介质包围，失去二次反应的能力；已生成的水化产物则被有害介质通过毛细孔隙缺陷分割侵蚀，性能发生质变，使混凝土从外向内局部爆裂剥离。因此，处于环境有害介质中的混凝土，既要有应对有害介质的侵入腐蚀，也要使混凝土实现高抗渗性。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（7）耐磨性与混凝土的关系混凝土的耐磨性与混凝土的原材料有关，也与混凝土的密实度有关，因而也就与抗渗性存在着密切的关系。根据耐磨性的要求，选择相应的混凝土的密实度。选择密实度最直观的方法，就是选择混凝土的强度等级。但施工过程中应采用湿养护，防止混凝土失水。一旦混凝土失水，或失水过多，失水通道将使表层混凝土抗渗性能降低，充水空间失水后胶凝材料粒子水化不良，或不能水化，造成表层混凝土发育不良，耐磨性降低。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（8）后期强度与抗渗性的关系埋于地下的混凝土，只要不存在硫酸盐等腐蚀介质的侵蚀，其后期强度的增长总是高于裸露在大气中的混凝土。因为埋于地下的混凝土，一般情况下混凝土的中后期不失水，早期未被水化利用的拌和水仍然滞留在混凝土的充水空间，未水化的胶凝材料粒子得以继续水化，使混凝土的后期强度不断增长。Yourcompanyslogan1.2渗透性与混凝土性能的关系（9）耐久性与抗渗性的关系综上所述，混凝土的各种性能都与抗渗性有着密切的内在联系。提高混凝土的耐久性，是追求的混凝土的最终质量目标。提高混凝土的各种性能，有利于提高混凝土的耐久性。因此，混凝土的耐久性与混凝土的各种性能，应成为现代混凝土质量一个有机的整体，不可以分而治之。高抗渗就是提高这个有机整体性能的总纲，基础。故抗渗性是混凝土最重要的性能。Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素级配水泥品种养护外加剂粉煤灰施工水灰比抗渗性Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素（1）水灰比水灰比越大，其抗渗性能越差。因为水灰比越大，水泥水化速度越低，水泥水化时就要留下较多的毛细孔，使水泥浆产生较多的空隙。而混凝土的抗渗性首先取决于水泥浆的孔隙率，包括空隙尺寸分布和连续性。所以水灰比越大，孔隙率越大、渗透性越好、抗渗性越差。Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素（2）集料最大粒径和级配骨料的形状、最大粒径及级配对骨料与水泥浆体界面上的结构有影响。当骨料中含有较多的片状、条状骨料，或骨料的级配不好时，界面上将存在较多的自由水或孔隙，水分在蒸发后也将形成较多的孔隙。因此，骨料的尺寸越大，骨料的级配越差，混凝土的渗透性越高，混凝土的抗渗性就越差。Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素（3）水泥品种普通硅酸盐水泥混凝土比矿渣硅酸盐水泥混凝土的抗渗性好。因为矿渣水泥中的水化速度慢，不能在水泥和水水化之后马上产生凝聚结构，而且矿渣颗粒比重较水泥浆轻，水泥浆中的颗粒容易产生沉降，形成泌水，保水性差。因此，在拌制混凝土时容易形成开口的毛细孔道，降低混凝土的抗渗性。而普通水泥具有较少的混合料，水化速度快、水化程度高，能够很快形成凝聚结构，降低混凝土的透水性。Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素（4）养护方法对混凝土抗渗性的影响混凝土养护的时间、温度、湿度等都影响混凝土的水化程度，所以，蒸汽养护的混凝土，其抗渗性较潮湿养护的混凝土的抗渗性要差。另外，在干燥条件下，混凝土早期失水过多，容易形成收缩裂缝，也能降低混凝土的抗渗性。Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素（5）外加剂对混凝土抗渗性的影响在混凝土抗压强度和坍落度保持相同的条件下，对普通混凝土和掺防水剂的混凝土（集料规格为16~31.5mm，级配良好，水灰比为0.56）做抗渗试验，其抗渗等级分别为W6和W12。可见掺外加剂的混凝土的抗渗性比普通混凝土要高。因为掺入外加剂（如防水剂、减水剂及加气剂等）可减小水灰比，改善混凝土的和易性，因而可以改善混凝土的密实性，即提高混凝土的抗渗性能。Yourcompanyslogan（6）粉煤灰对于混凝土抗渗性的影响在混凝土配合比相同的条件下，掺入磨细粉煤灰，对混凝土抗渗性有明显的改善作用。因为粉煤灰的活性成分能与硅酸盐水泥水化时析出的氢氧化钙结合生成比较稳定的硅酸钙水化物。这种水化物不仅有助于混凝土后期强度的增长，而且由于水化物在反应过程中体积胀大，使混凝土的结构更加密实，增加了阻水作用，从而使混凝土的抗渗性得到改善。1.3混凝土渗透性的影响因素Yourcompanyslogan1.3混凝土渗透性的影响因素（7）施工对混凝土抗渗性的影响搅拌混凝土时，材料的投入顺序、用水量、搅拌时间等环节均影响混凝土的抗渗性。混凝土浇筑、振捣是保证混凝土质量的关键工序，对混凝土内在质量和表面质量关系很重要，施工中最常见的露筋、裂缝、孔洞，拆模时缺棱掉角、表面反浆和多孔，致使混凝土密实度降低，从而降低了混凝土抗渗性。养护对混凝土极为重要，也是混凝土获得强度和抗渗性的必要条件。养护不及时，养护湿度不够，养护时间短等情况，最终会影响混凝土质量。Yourcompanyslogan2.混凝土抗渗实验方法2.1前言2.2实验方法2.3需进一步研究的问题Yourcompanyslogan2.1前言混凝土就是一种多孔材料而且具有一定的渗透性。随着高性能混凝土的不断发展原有的关于耐久性的评价方法已经越来越不适用了。而科学的试验方法是测试结果准确的保障,同时也更有效指导混凝土其它相关性能的研究。外部内部Yourcompanyslogan2.2实验方法1.稳定流动法2.渗透深度法3.抗渗标号法透水法透气法1.直流电量法2.氯池浸泡法3.RCM法4.NEL法离子渗透法测试方法Yourcompanyslogan2.2.1透水法1.稳定流动法定义：通过测量一定压力下的水通过混凝土时的流量、流速，来计算渗透系数，评价混凝土的抗渗性能。方法；将试件各侧面密封，从一面以压力水施压，当达到稳定状态后，测量指定时间内透过特定厚度混凝土的渗水量，按Darcy定律求得渗透系数K，Kf=μQ·dA·t·H式中Kf—流动法测量的渗透系数;μ—液体的粘度;Q—液体流量;A—流动液体穿越的试件截面积;t—流量穿越试件所花时间;d—试件高度;H—水头高度。Yourcompanyslogan2.2.1透水法适用范围：测试具有高渗透性混凝土。例如强度不高，龄期不长的混凝土。缺点：测量过程存在很大误差，一般只能在低流速下测量。Yourcompanyslogan2.2